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JP4118160B2 - Wafer appearance inspection system - Google Patents

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JP4118160B2
JP4118160B2 JP2003038296A JP2003038296A JP4118160B2 JP 4118160 B2 JP4118160 B2 JP 4118160B2 JP 2003038296 A JP2003038296 A JP 2003038296A JP 2003038296 A JP2003038296 A JP 2003038296A JP 4118160 B2 JP4118160 B2 JP 4118160B2
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JP
Japan
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wafer
defect
wavelength selection
difference
filter
Prior art date
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JP2003038296A
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Japanese (ja)
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Inventor
英樹 添田
仁志 窪田
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Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハ外観検査装置に係り、特に、非検査物の特性にはダメージを与えない欠陥(非致命欠陥)を検査するに好適な光学式のウェハ外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェハプロセスにおいては、例えばシリコン単結晶などからなるウェハに多数の半導体素子を形成するため、光リソグラフィ技術によってウェハ上に転写されたパターンを所定数だけ重ね合わせて多層状に構成することが行われる。この場合、個々のパターンが所定の形状に形成されることは半導体素子の性能を実現する上で極めて重要であり、通常この個々のパターンを各層毎に光学的に検査することが行われる。
【0003】
このような検査装置としては、例えば、特開2002−005849号公報に記載されているように、ウェハ上に格子状に規則的に配列形成されたチップの内、検査チップと比較チップの2つの濃淡画像データを、光学式顕微鏡とCCDカメラ等の撮像素子で取得し、この2つのチップの同一ポイントからの濃淡差が、予め設定した欠陥判定しきい値よりも大きい場所をパターン欠陥として抽出するようにしている。
【0004】
【特許文献】
特開2002−005849号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開2002−005849号公報に記載されているような光学式ウェハ外観検査装置では、非検査物の表面に、その特性にはダメージを与えない欠陥(色むら,グレインなどと呼ばれるもの。以下、「非致命欠陥」と称する。)があった場合、この非致命欠陥をパターン形状の不良の欠陥として検出する場合があった。光学式ウェハ外観検査装置で検出された欠陥は、その欠陥の致命,非致命を判定する為、最終的には目視確認されることが多い。したがって、非致命欠陥を欠陥をして判断する量が多いと、目視確認に時間を要することとなる。
【0006】
なお、特開2002−005849号公報では、波長選択フィルタを用いることについて開示しているが、この波長選択フィルタは、紫外光と可視光と切り換えて、照明光の波長範囲を狭くして良好な光学像を形成するために用いられている。
【0007】
本発明の目的は、非致命欠陥を検出を低減し、目視確認に要する時間を短縮可能なウェハ外観検査装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、ウェハの表面に光を照射する光源と、この光源によって照射された上記ウェハからの反射光を検出する検出器と、上記ウェハを載置したステージと、このステージを移動して、上記ウェハ上の検査チップと比較チップの同じポイントから上記検出器によって検出された濃度差が所定のしきい値以上の場合に、欠陥と判定する制御部を有するウェハ外観検査装置において、波長選択範囲の異なる複数の波長選択フィルタを備え、上記制御部は、上記複数の波長選択フィルタについて、パターン正常部分から検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差を測定し、該測定結果に基づき、これらの複数の波長選択フィルタの内、パターン正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、フィルタを用いない場合に比べて、最も小さくなるフィルタを選択して、光路中に挿入するようにしたものである。
かかる構成により、非致命欠陥検出を低減し、目視確認に要する時間を短縮し得るものとなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3を用いて、本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置の構成について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態によるウェハ外観検査装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置の全体構成を示すブロック図である。
【0011】
検査ウェハ104は、X−Yステージ101の上に載置される。検査ウェハ104の上には、格子状にチップが規則的に配列形成されている。制御部103は、X−Yステージ101をチップピッチの整数倍の距離を動かす。
【0012】
光源106からの光が検査ウェハ104に照射される。検査ウェハ104から反射された光は、対物レンズ105を通し、ハーフミラー110により光路分割され、2次元CCDカメラ102により2次元画像として検出される。光源106としては、例えば、輝度の高いキセノンランプを用いている。
【0013】
制御部103によって、X−Yステージ101をチップピッチの整数倍の距離を動かし、検査チップ107と比較チップ108の同一ポイントの濃淡画像を得ることができる。制御部103は、検査チップ107と比較チップ108の同一ポイントの濃淡差に基づいて、濃淡差が所定のしきい値より大きいときは、検査チップ107の検査したポイントに欠陥があると判断する。
【0014】
このとき、欠陥と判断した部分の中には、半導体素子の性能に影響を与えない非致命欠陥の場合もある。非致命欠陥を欠陥を判断しないようにするために、本実施形態では、波長選択フィルタ109を用いている。波長選択フィルタ109は、円盤に固定された4種類のフィルタと、フィルタの取り付けられていない開口部分とから構成されている。円盤を回転することにより、4種類の内の任意の種類のフィルタを光路中に挿入したり、また、フィルタの取り付けられていない開口部のみを光路中に挿入したりすることができる。波長選択フィルタ109は、所定の波長範囲の光のみを選択的に透過するフィルタである。4種類のフィルタは、それぞれ、波長選択範囲が異なっている。
【0015】
図1に示す例では、波長選択フィルタ109は、光源106と、検査ウェハ104の間に配置されている。従って、波長選択フィルタ109によって選択された波長範囲の光のみが検査ウェハ104に照射される。波長選択フィルタ109は、パターン正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、フィルタ109を用いない場合に比べて、できるだけ小さくなるようなフィルタが選択され、光路中に挿入するようにしている。波長選択フィルタ109の選び方については、図2,図3を用いて、後述する。波長選択フィルタ109を光路中に挿入する場所としては、例えば、ハーフミラー110とCCD102の間の光路中としてもよいものである。
【0016】
次に、図2及び図3を用いて、本実施形態によるウェハ外観検査装置において用いる波長選択フィルタの選び方について説明する。
図2は、本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置によって検査される検査ウェハの濃淡画像の一例を示す例図である。図3は、本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置によって検査される検査ウェハの濃淡画像と波長選択フィルタの波長特性の一例を示す例図である。
【0017】
図2に示すように、ウェハ外観検査装置によって検査される検査ウェハの濃淡画像では、パターン正常部202と、パターン背景部203がある。パターン正常部202は、ウェハプロセスにおけるメタル配線工程によって形成されたメタル配線パターンの部分である。パターン背景部203は、メタル配線が形成されていない部分である。一般に、パターン正常部202は、金属であるため反射率が高く、輝度も高くなっている。一方、パターン背景部203は、金属以外の絶縁物などであるため反射率も低く、輝度が低くなっている。非致命欠陥201は、パターン正常部202の中に生じる。すなわち、メタル配線に用いられるメタルの結晶粒径が大きくなると、その部分の反射率が異なるため、パターン正常部202の中に、周囲とは違う色を持つ部分が生じる。しかしながら、非致命欠陥201は、半導体素子の性能には影響を与えないものである。
【0018】
図3において、曲線202Aは、パターン正常部202における反射光の波長特性を示している。この波長特性は、CCDカメラ102によって検出された信号によるものであり、光源106の波長特性や、CCDカメラ102の波長特性を含むもので、光学系全体の波長特性を含むパターン正常部202の波長特性ともいうべきものである。パターン正常部202は、メタル部分であるので全反射近く、400〜600nmの広い波長範囲でほぼ等しい反射強度を有している。曲線203Aは、パターン背景部203における反射光の波長特性を示している。パターン背景部203は、パターン正常部202に比べて全体的に低い反射強度を有している。
【0019】
曲線201Aは、非致命欠陥201における反射光の波長特性を示している。ここで示す非致命欠陥201は、550nmにピーク波長を有するとともに、500〜600nmの波長範囲に光強度を有している。パターン正常部202はCCDカメラ102によって検出された画像としては全体として白っぽい画像であるのに対して、非致命欠陥201は緑っぽく見える画像である。従って、肉眼で観察すれば、非致命欠陥であることは識別可能であるが、検査チップ107と比較チップ108の同一ポイントの濃淡差に基づいて、濃淡差が所定のしきい値より大きいときは、検査チップ107の検査したポイントに欠陥があると判断する方法では、非致命欠陥部は、欠陥として判断されてしまうものである。
【0020】
ここで、濃淡の度合いは、便宜的に、図3に示す波長特性の面積で示すことができる。例えば、パターン正常部202の曲線202Aの波長400〜600nmの波長範囲における面積をS2とする。一方、非致命欠陥201の曲線201Aの波長400〜600nmの波長範囲における面積をS1とする。曲線201Aは、波長500〜600nmの範囲にしか輝度分布を有しないため、実質的に波長500〜600nmにおける面積ということになる。ここで、図3の記載から明らかに理解されるように、S2≫S1となる。従って、従来のウェハ外観検査装置において、比較チップ108のパターン正常部202の輝度と、同一ポイントにおける非致命欠陥201の輝度の差(濃淡差)(S2−S1)は、所定のしきい値よりも大きくなるため、非致命欠陥201は欠陥であると判断してしまうことになる。
【0021】
本実施形態において、図1の波長選択フィルタ109に用いる4種類のフィルタの波長選択特性を図3に示すように、F1(500〜600nm),F2(460〜600nm),F3(440〜600nm),F4(420〜600nm)とし、フィルタが挿入されていないときは、400〜600nmの波長範囲とする。例えば、フィルタF1(500〜600nm)を光路中に挿入した場合、500〜600nmの波長範囲の光が比較ウェハ及び検査ウェハに照射される。このとき、パターン正常部202の曲線202Aの波長500〜600nmの波長範囲における面積をS2F1とする。一方、非致命欠陥201の曲線201Aの波長500〜600nmの波長範囲における面積は、上述したものと同様にS1となる。ここで、図3の記載から理解されるように、S2F1≒S1となる。従って、比較チップ108のパターン正常部202の輝度と、同一ポイントにおける非致命欠陥201の輝度の差(濃淡差)(S2F1−S1)は、所定のしきい値よりも小さくなるため、非致命欠陥201は欠陥ではないと判断できることになる。なお、S2F1≒S1とならなくても、比較チップ108のパターン正常部202の輝度と、同一ポイントにおける非致命欠陥201の輝度の差(濃淡差)(S2F1−S1)が、所定のしきい値よりも小さくなれば、非致命欠陥201は欠陥ではないと判断できるものである。
【0022】
波長選択フィルタ109を用いて、円盤を回転することにより、4種類のフィルタを順次光路中に挿入し、正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、フィルタ109を用いない場合(単なる開口が光路中に挿入された場合)に比べて、できるだけ小さくなるようなフィルタを4種類の中から選択して用いることにより、非致命欠陥201は欠陥ではないと判断できることになる。
【0023】
以上のようにして、本実施形態では、複数の波長特性を有するフィルタを順次光路中に挿入して、正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、フィルタ109を用いない場合に比べて、できるだけ小さくなるようなフィルタが選択して、光路中に挿入することにより、非致命欠陥201は欠陥ではないと判断できることになるものである。非致命欠陥を欠陥として判別しないようになることにより、その後の目視確認による欠陥か非致命欠陥かの識別時間を短縮することができる。
【0024】
次に、図4を用いて、本発明の他の実施形態によるウェハ外観検査装置の構成及び動作について説明する。なお、本実施形態によるウェハ外観検査装置の全体構成は、図1に示したものと同様である。
図4は、本発明の他の実施形態によるウェハ外観検査装置による制御動作を示すフローチャートである。
【0025】
本実施形態では、制御部103が、フィルタの選択設定を自動的に行うようにしている。
【0026】
ステップs10において、制御部103は、波長選択フィルタ109に指令を出し、n番目のフィルタを光路中に挿入し、そのときの濃淡画像をCCDカメラ102によって検出する。なお、図1に示した例では、フィルタは4種類有るため、1〜4番目のフィルタの内に任意のn番目のものを光路中に挿入する。例えば、1番目のフィルタを光路中に挿入する。なお、ステップs10〜s30は、4種類のフィルタについてそれぞれ実行される。
【0027】
次に、ステップs20において、制御部103は、X−Yステージ101をチップピッチの整数倍の距離を動かし、検査チップ107の非致命欠陥の濃度Def-nと、比較チップ108のパターン正常部の濃度Pat-nを求める。
【0028】
次に、ステップs30において、制御部103は、非致命欠陥の濃度Def-nと、パターン正常部の濃度Pat-nとの差Diff-nを求める。そして、以上のステップs10〜s30は、4種類のフィルタ、それぞれについて実行される。実行された結果の差の値は、それぞれ、Diff-1,Diff-2,Diff-3,Diff-4となる、
次に、ステップs40において、差Diff-1,Diff-2,Diff-3,Diff-4の値が最も小さいものを選択する。
【0029】
最後に、ステップs50において、差Diff-nが最も小さかった波長選択フィルタnを光路中に挿入するよう設定する。
【0030】
以上のようにして、本実施形態では、複数の波長特性を有するフィルタを順次光路中に挿入して、正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、一番小さくなるようなフィルタが選択して、光路中に挿入することにより、非致命欠陥201は欠陥ではないと判断できることになるものである。非致命欠陥を欠陥として判別しないようになることにより、その後の目視確認による欠陥か非致命欠陥かの識別時間を短縮することができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、非致命欠陥を検出を低減し、目視確認に要する時間が短縮できる。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置によって検査される検査ウェハの濃淡画像の一例を示す例図である。
【図3】本発明の一実施形態によるウェハ外観検査装置によって検査される検査ウェハの濃淡画像と波長選択フィルタの波長特性の一例を示す例図である。
【図4】本発明の他の実施形態によるウェハ外観検査装置による制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
101…X−Yステージ
102…2次元CCDカメラ
103…制御部
104…検査ウェハ
105…対物レンズ
106…光源
107…検査チップ
108…比較チップ
109…波長選択フィルタ
110…ハーフミラー
201…非致命欠陥
202…パターン正常部
203…パターン背景部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer appearance inspection apparatus, and more particularly to an optical wafer appearance inspection apparatus suitable for inspecting defects (non-fatal defects) that do not damage the characteristics of non-inspected objects.
[0002]
[Prior art]
In the wafer process, for example, in order to form a large number of semiconductor elements on a wafer made of, for example, a silicon single crystal, a predetermined number of patterns transferred onto the wafer by an optical lithography technique are overlapped to form a multilayer structure. . In this case, the formation of individual patterns in a predetermined shape is extremely important for realizing the performance of the semiconductor element, and usually, the individual patterns are optically inspected for each layer.
[0003]
As such an inspection apparatus, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-005849, two chips, an inspection chip and a comparison chip, out of chips regularly arranged in a lattice pattern on a wafer are disclosed. Grayscale image data is acquired by an image pickup device such as an optical microscope and a CCD camera, and a place where the grayscale difference from the same point of these two chips is larger than a preset defect determination threshold is extracted as a pattern defect. I am doing so.
[0004]
[Patent Literature]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-005849
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical wafer visual inspection apparatus as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-005849, defects (color unevenness, grain, etc.) that do not damage the characteristics of the surface of the non-inspection object. Hereinafter, when there is a “non-fatal defect”), this non-fatal defect may be detected as a defect having a defective pattern shape. Defects detected by the optical wafer appearance inspection apparatus are often finally visually confirmed to determine whether the defect is fatal or non-fatal. Therefore, if the amount of determining non-fatal defects as defects is large, it takes time for visual confirmation.
[0006]
JP 2002-005849 A discloses that a wavelength selection filter is used, but this wavelength selection filter is preferable by switching between ultraviolet light and visible light to narrow the wavelength range of illumination light. It is used to form an optical image.
[0007]
An object of the present invention is to provide a wafer appearance inspection apparatus capable of reducing detection of non-fatal defects and shortening time required for visual confirmation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention includes a light source for irradiating light on the surface of a wafer, a detector for detecting specularly reflected light from the wafer irradiated by the light source, and the wafer. The stage placed and the stage are moved, and when the difference in density detected by the detector from the same point of the inspection chip and the comparison chip on the wafer is equal to or higher than a predetermined threshold value, a control for determining a defect A plurality of wavelength selection filters having different wavelength selection ranges, and the control unit detects the brightness detected from a normal pattern portion and a non-fatal defect for the plurality of wavelength selection filters. is the measured difference in luminance, on the basis of the measurement results, among the plurality of wavelength selective filters, and brightness that is detected from the pattern normal part, from non-critical defects Difference in luminance to be issued, as compared with the case of not using the filter, select the smallest filter, is obtained so as to insert into the optical path.
With this configuration , detection of non-fatal defects can be reduced, and the time required for visual confirmation can be shortened.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of a wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the overall configuration of the wafer appearance inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0011]
The inspection wafer 104 is placed on the XY stage 101. On the inspection wafer 104, chips are regularly arranged in a grid pattern. The control unit 103 moves the XY stage 101 by a distance that is an integral multiple of the chip pitch.
[0012]
The inspection wafer 104 is irradiated with light from the light source 106. The light reflected from the inspection wafer 104 passes through the objective lens 105, is divided into optical paths by the half mirror 110, and is detected as a two-dimensional image by the two-dimensional CCD camera 102. As the light source 106, for example, a high-brightness xenon lamp is used.
[0013]
The control unit 103 can move the XY stage 101 by a distance that is an integral multiple of the chip pitch, and obtain a grayscale image at the same point on the inspection chip 107 and the comparison chip 108. Based on the density difference at the same point between the inspection chip 107 and the comparison chip 108, the control unit 103 determines that the point inspected by the inspection chip 107 is defective when the density difference is greater than a predetermined threshold value.
[0014]
At this time, some of the portions determined to be defects may be non-fatal defects that do not affect the performance of the semiconductor element. In order to prevent a non-fatal defect from being determined, a wavelength selection filter 109 is used in the present embodiment. The wavelength selection filter 109 is composed of four types of filters fixed to a disk and an opening portion to which no filter is attached. By rotating the disk, it is possible to insert an arbitrary type of the four types of filters into the optical path, or to insert only an opening to which no filter is attached into the optical path. The wavelength selection filter 109 is a filter that selectively transmits only light in a predetermined wavelength range. The four types of filters have different wavelength selection ranges.
[0015]
In the example illustrated in FIG. 1, the wavelength selection filter 109 is disposed between the light source 106 and the inspection wafer 104. Accordingly, only the light in the wavelength range selected by the wavelength selection filter 109 is irradiated on the inspection wafer 104. The wavelength selection filter 109 is selected so that the difference between the luminance detected from the normal pattern portion and the luminance detected from the non-fatal defect is as small as possible compared to the case where the filter 109 is not used. I try to insert it inside. How to select the wavelength selection filter 109 will be described later with reference to FIGS. For example, the wavelength selection filter 109 may be inserted in the optical path between the half mirror 110 and the CCD 102.
[0016]
Next, how to select the wavelength selection filter used in the wafer visual inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is an example diagram showing an example of a grayscale image of an inspection wafer inspected by a wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an example diagram showing an example of a gray image of an inspection wafer to be inspected by the wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention and wavelength characteristics of the wavelength selection filter.
[0017]
As shown in FIG. 2, in the grayscale image of the inspection wafer inspected by the wafer appearance inspection apparatus, there are a pattern normal part 202 and a pattern background part 203. The pattern normal part 202 is a part of the metal wiring pattern formed by the metal wiring process in the wafer process. The pattern background portion 203 is a portion where no metal wiring is formed. In general, since the normal pattern portion 202 is a metal, the reflectance is high and the luminance is high. On the other hand, since the pattern background portion 203 is an insulator other than metal, the reflectance is low and the luminance is low. The non-fatal defect 201 occurs in the pattern normal part 202. That is, when the crystal grain size of the metal used for the metal wiring is increased, the reflectance of the portion is different, so that a portion having a color different from the surroundings is generated in the pattern normal portion 202. However, the non-fatal defect 201 does not affect the performance of the semiconductor element.
[0018]
In FIG. 3, a curve 202 </ b> A indicates the wavelength characteristic of the reflected light in the pattern normal part 202. This wavelength characteristic is based on the signal detected by the CCD camera 102, and includes the wavelength characteristic of the light source 106 and the wavelength characteristic of the CCD camera 102. The wavelength of the pattern normal portion 202 including the wavelength characteristic of the entire optical system. It should be called a characteristic. Since the pattern normal part 202 is a metal part, it has almost the same reflection intensity in a wide wavelength range of 400 to 600 nm, near total reflection. A curve 203A indicates the wavelength characteristic of the reflected light in the pattern background portion 203. The pattern background portion 203 has a lower reflection intensity as a whole than the pattern normal portion 202.
[0019]
A curve 201A represents the wavelength characteristic of reflected light in the non-fatal defect 201. The non-fatal defect 201 shown here has a peak wavelength at 550 nm and a light intensity in a wavelength range of 500 to 600 nm. The normal pattern portion 202 is an overall whitish image as an image detected by the CCD camera 102, whereas the non-fatal defect 201 is an image that looks green. Therefore, if it is observed with the naked eye, it can be identified that it is a non-fatal defect, but when the density difference is larger than a predetermined threshold based on the density difference at the same point between the inspection chip 107 and the comparison chip 108. In the method of determining that the point inspected by the inspection chip 107 is defective, the non-fatal defect portion is determined as a defect.
[0020]
Here, the degree of shading can be represented by the area of the wavelength characteristics shown in FIG. 3 for convenience. For example, the area in the wavelength range of 400 to 600 nm of the curve 202A of the pattern normal part 202 is S2. On the other hand, the area in the wavelength range of 400 to 600 nm of the curve 201A of the non-fatal defect 201 is S1. Since the curve 201A has a luminance distribution only in a wavelength range of 500 to 600 nm, it is substantially an area at a wavelength of 500 to 600 nm. Here, as clearly understood from the description of FIG. 3, S2 >> S1. Accordingly, in the conventional wafer appearance inspection apparatus, the difference (darkness difference) (S2−S1) between the luminance of the pattern normal portion 202 of the comparison chip 108 and the luminance of the non-fatal defect 201 at the same point is smaller than a predetermined threshold value. Therefore, the non-fatal defect 201 is determined to be a defect.
[0021]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the wavelength selection characteristics of the four types of filters used in the wavelength selection filter 109 of FIG. 1 are F1 (500 to 600 nm), F2 (460 to 600 nm), and F3 (440 to 600 nm). , F4 (420 to 600 nm), and when the filter is not inserted, the wavelength range is 400 to 600 nm. For example, when the filter F1 (500 to 600 nm) is inserted in the optical path, light in the wavelength range of 500 to 600 nm is irradiated to the comparison wafer and the inspection wafer. At this time, the area in the wavelength range of 500 to 600 nm of the curve 202A of the pattern normal part 202 is S2F1. On the other hand, the area in the wavelength range of 500 to 600 nm of the curve 201A of the non-fatal defect 201 is S1 as described above. Here, as understood from the description of FIG. 3, S2F1≈S1. Accordingly, the difference (darkness difference) (S2F1-S1) between the brightness of the pattern normal portion 202 of the comparison chip 108 and the brightness of the non-fatal defect 201 at the same point (S2F1-S1) is smaller than a predetermined threshold value. It can be determined that 201 is not a defect. Even if S2F1≈S1, the difference between the brightness of the pattern normal portion 202 of the comparison chip 108 and the brightness of the non-fatal defect 201 at the same point (lightness difference) (S2F1-S1) is a predetermined threshold value. If it becomes smaller than this, it can be determined that the non-fatal defect 201 is not a defect.
[0022]
By rotating the disk using the wavelength selection filter 109, four types of filters are sequentially inserted into the optical path, and the difference between the luminance detected from the normal part and the luminance detected from the non-fatal defect is Compared to a case where 109 is not used (when a simple aperture is inserted in the optical path), a non-fatal defect 201 is determined not to be a defect by selecting and using a filter that is as small as possible. It will be possible.
[0023]
As described above, in the present embodiment, a filter having a plurality of wavelength characteristics is sequentially inserted into the optical path, and the difference between the luminance detected from the normal portion and the luminance detected from the non-fatal defect is By selecting a filter that is as small as possible as compared with the case where 109 is not used and inserting it into the optical path, it is possible to determine that the non-fatal defect 201 is not a defect. By not determining a non-fatal defect as a defect, it is possible to shorten the time for identifying whether the defect is a visual defect or a non-fatal defect.
[0024]
Next, the configuration and operation of a wafer visual inspection apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The overall configuration of the wafer visual inspection apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation by a wafer visual inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
[0025]
In the present embodiment, the control unit 103 automatically performs filter selection setting.
[0026]
In step s10, the control unit 103 issues a command to the wavelength selection filter 109, inserts the nth filter into the optical path, and detects the grayscale image at that time by the CCD camera 102. In the example shown in FIG. 1, since there are four types of filters, an arbitrary nth filter is inserted into the optical path among the first to fourth filters. For example, the first filter is inserted into the optical path. Steps s10 to s30 are executed for each of the four types of filters.
[0027]
Next, in step s20, the control unit 103 moves the XY stage 101 by a distance that is an integral multiple of the chip pitch, and the nondefective defect density Def-n of the inspection chip 107 and the pattern normal part of the comparison chip 108 are detected. Obtain the concentration Pat-n.
[0028]
Next, in step s30, the control unit 103 obtains a difference Diff-n between the density Def-n of the non-fatal defect and the density Pat-n of the normal pattern part. And the above steps s10-s30 are performed about four types of filters, respectively. The resulting difference values are Diff-1, Diff-2, Diff-3, and Diff-4, respectively.
Next, in step s40, the one having the smallest difference Diff-1, Diff-2, Diff-3, or Diff-4 is selected.
[0029]
Finally, in step s50, the wavelength selection filter n having the smallest difference Diff-n is set to be inserted in the optical path.
[0030]
As described above, in this embodiment, filters having a plurality of wavelength characteristics are sequentially inserted in the optical path, and the difference between the luminance detected from the normal portion and the luminance detected from the non-fatal defect is equal to one another. By selecting the smallest filter and inserting it into the optical path, it is possible to determine that the non-fatal defect 201 is not a defect. By not determining a non-fatal defect as a defect, it is possible to shorten the time for identifying whether the defect is a visual defect or a non-fatal defect.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, detection of non-fatal defects can be reduced and the time required for visual confirmation can be shortened.
[0032]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example diagram showing an example of a grayscale image of an inspection wafer inspected by a wafer visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an example diagram showing an example of a gray image of an inspection wafer to be inspected by a wafer appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention and wavelength characteristics of a wavelength selection filter.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation by a wafer appearance inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... XY stage 102 ... Two-dimensional CCD camera 103 ... Control part 104 ... Inspection wafer 105 ... Objective lens 106 ... Light source 107 ... Inspection chip 108 ... Comparison chip 109 ... Wavelength selection filter 110 ... Half mirror 201 ... Non-fatal defect 202 ... Pattern normal part 203 ... Pattern background part

Claims (1)

ウェハの表面に光を照射する光源と、この光源によって照射された上記ウェハからの正反射光を検出する検出器と、上記ウェハを載置したステージと、このステージを移動して、上記ウェハ上の検査チップと比較チップの同じポイントから上記検出器によって検出された濃度差が所定のしきい値以上の場合に、欠陥と判定する制御部を有するウェハ外観検査装置において、
波長選択範囲の異なる複数の波長選択フィルタを備え、
上記制御部は、上記複数の波長選択フィルタについて、パターン正常部分から検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差を測定し、該測定結果に基づき、
これらの複数の波長選択フィルタの内、パターン正常部分からの検出される輝度と、非致命欠陥から検出される輝度の差が、フィルタを用いない場合に比べて、最も小さくなるフィルタを選択して、光路中に挿入することを特徴とするウェハ外観検査装置。
A light source that irradiates light on the surface of the wafer, a detector that detects specularly reflected light from the wafer irradiated by the light source, a stage on which the wafer is placed, and the stage is moved to move the wafer onto the wafer. In the wafer appearance inspection apparatus having a control unit that determines a defect when the difference in density detected by the detector from the same point of the inspection chip and the comparison chip is equal to or greater than a predetermined threshold value,
With multiple wavelength selection filters with different wavelength selection ranges,
The control unit measures a difference between luminance detected from a normal pattern portion and luminance detected from a non-fatal defect for the plurality of wavelength selection filters, and based on the measurement result,
Among these multiple wavelength selection filters, select the filter with the smallest difference between the luminance detected from the normal pattern portion and the luminance detected from the non-fatal defect compared to the case where no filter is used. A wafer appearance inspection apparatus characterized by being inserted into an optical path.
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